高速铁路轨道基准网精度评定方法探讨

轨道基准网是CRTSⅡ型轨道板施工安装定位测量的依据和保证轨道板高平顺性的基础,其相邻点的相对中误差直接影响轨道板安装的精度。目前国内轨道基准网的测量精度指标是借鉴外国规范的规定,要求实际测量中通过控制每个轨道基准点坐标值偏差与高程值偏差来控制相邻点相对中误差,并未进行相邻点间的精度指标计算。本文根据轨道基准网测量方法和特点,结合相邻点的相对中误差计算原理,推导出轨道基准网相邻点平面精度与高差精度评定公式,并依据所推导的公式对宁杭高速铁路轨道基准网平面与高程测量数据进行了精度评定,评定结果符合规范要求。     

高速铁路轨道基准网平面网构网测量及严密平差方法研究

介绍了高速铁路轨道基准网平面网所采用的德国测量及其相应的数据处理方法,并指出了其存在的不足之处;在此基础上,提出了测量效率更高、平差过程严谨、能够进行精度评定的构网法测量及其严密平差方法;对提出的新方法进行了相邻点相对点位精度估算,并且在模拟轨道基准网上分别对2种方法进行了对比观测实验.理论研究和对比分析后认为构网法可以用于轨道基准网平面网的测量及其严密平差计算,而且具有多方面优势,可供有关部门参照和使用.     

高速铁路轨道基准网测量技术深化研究

研究目的:现行高速铁路轨道基准网采用人工整平对中、半盘位、多测回的测量方式,通过坐标转换获得基准点坐标,存在点位无法永久保存、测量及使用效率低、精度指标无法评定等问题。本文针对以上问题,对高速铁路轨道基准网(CPIV)测量技术进行深化研究,并对研究成果进行仿真实验和生产验证。研究结论:(1)研究设计的CPIV测量标志组件和布设方法,可实现强制对中和点位永久保存,并可在施工建设和运营维护两个阶段使用CPIV控制网,统一了无砟轨道施工和运营维护控制基准;(2)提出的CPIV自由设站边角交会测量方法,可实现自动测量并消除了对中误差的影响,测量精度、观测值的可靠性和测量效率显著提高;(3)构建的CPIV边角交会控制网,按Helmert方差分量估计确定两类观测值的权比关系,根据间接平差原理进行CPIV平面网严密平差和精度评定,数学模型理论严谨,成果可靠;(4)研究成果可应用于高速铁路板式无砟轨道精调作业控制,对城市轨道交通无砟轨道施工控制具有重要的参考价值和借鉴意义。     

高速铁路轨道基准网测量与数据处理新方法

高速铁路轨道基准网在我国工程测量领域是个新生事物,最近几年才从德国引进。本文在学习德国测量技术的前提下,结合这几年在我国的应用情况,在分析总结其优缺点的基础上,提出与德国方法完全不同的、具有自主知识产权的CPⅣ网测量与数据处理的新方法。新方法中采用13m间隔布设CPⅣ点,CPⅣ点采用强制对中标志,采用构网法进行CPⅣ平面网的自动测量,根据中视法的高差构建具有多余观测的CPⅣ高程网,对CPⅣ平面网和CPⅣ高程网进行严密间接平差和验后精度评定。新的CPⅣ网测量精度和测量效率更高,数量处理理论更严谨。观测实验结果表明：本文提出的新方法理论严谨、切实可行,值得推广应用。     

高铁轨道基准网平面网坐标转换方法研究

在高速铁路轨道基准网平面网数据处理中,需要将外业所测合格的轨道基准点坐标从测站站心坐标系转换到铁路工程独立坐标系,目前德国采用的是三参数坐标转换模型,而不是常规采用的四参数坐标转换模型.介绍了2种平面坐标转换模型及其转换参数精度评定的算法,通过对2种坐标转换的转换参数精度、坐标转换前后公共点残差以及站间坐标搭接情况的比较分析,认为2种坐标转换方法均能满足轨道基准网的精度要求,但是在其上一级CPⅢ控制网为约束平差的前提下,采用四参数坐标转换方法效果更优.     

高铁轨道基准网三角高程网构网及数据处理方法研究

本文首先介绍高速铁路轨道基准网、高程网测量及其数据处理的德国方法,通过分析德国方法的不足,提出一种轨道基准网三角高程网及其数据处理的新方法,并详细介绍了其构网的模型与数据处理的过程。通过仿真计算和观测试验,对轨道基准网三角高程网的可行性进行了验证,认为其可以取代目前的轨道基准网水准网,而且效率高,能够进行精度评定并具有自主创新的优点。     

轨道基准网高程测量及其数据处理方法的探讨

本文首先介绍了轨道基准网(GRN)之高程网测量的方法及其德国的平差计算方法,然后介绍了基于间接平差的GRN之高程网平差计算的新方法.通过分析两种不同平差计算方法的计算流程与结果差异,证明本文提出的采用间接平差法进行GRN高程网平差计算的结果,与德国方法平差计算的结果是一致的,因此本文提出的新方法是正确、可行的.由于新方法平差计算过程严谨,而且还可探测粗差和进行精度评定,因此我国高速铁路GRN之高程网的平差计算,应该推广使用本文介绍的新方法.     

CRTS Ⅱ型板式无砟轨道基准网高程测量探讨

轨道基准网作为CRTSⅡ型轨道板精调的基准,分为平面、高程两部分,其建网精度要求非常严格,特别是在竖向上,目前基本上还是照搬德国方法进行。对轨道基准网高程测量外业观测和内业数据处理过程进行了详细的说明,从中误差的定义出发,推导了相邻轨道基准点相对中误差的计算公式,可用于评定轨道基准网高程测量的精度。     

CPⅢ平面网必要点位精度的研究

研究目的:在考虑CPⅢ网的观测网形以及网中观测值的必要观测精度的前提下,对CPⅢ标准网以及改进网的必要点位精度进行仿真计算.通过误差理论分析,探讨CPⅢ点在2种网形下的合理点位精度,并进一步推算CPⅢ标准网以及改进网2次测量CPⅢ点X、Y方向坐标较差的合理允许误差.研究结论:采用边角网精度估算的方法,推算CPⅢ控制网的必要点位精度.认为改进CPⅢ网的交互强度虽比标准的CPⅢ网好,但其点位精度却比标准的CPⅢ网差,在横向精度方面差异更大.对标准CPⅢ网而言,其合理的可重复性测量精度应≤±1.5 mm,2次测量CPⅢ点X、Y方向坐标较差的允许值应≤±3.0 mm;对改进的CPⅢ网而言,其合理的可重复性测量精度应≤±2.0 mm,2次测量CPⅢ点X、Y方向坐标较差的允许值应≤±4.0 mm.     

德国轨道基准网平面网测量与数据处理方法研讨

高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道精调施工需要轨道基准网,目前我国轨道基准网测量及其数据处理主要采用德国的方法进行。详细介绍德国轨道基准网平面网的布设、测量、平差处理以及测站间坐标平滑搭接方法。     

轨道基准网平面测量及其数据处理的探讨

轨道基准网作为一种从德国引进的全新的建网方法,其测量和数据处理方法以及精度控制指标跟我国常规的测量方法有很多不同之处,因此对轨道基准网平面测量及其数据处理进行详细的探讨很有必要。通过大量的实测数据统计分析和理论推导,得出如下结论:(1)对CPⅢ和轨道基准点外业质量检查应设定不同的限差进行;(2)确定了轨道基准网站内平面坐标转换采用的是三参数相似变换法;(3)用重叠区内首尾2个轨道基准点坐标反算的近似方位角代替重叠区内轨道基准点处的线路切线方位角,计算重叠区内轨道基准点平面位置偏差是可行的。     

基于CPⅣ轨道基准网轨道三维检测系统的研究

针对CPⅢ轨道控制网的轨道三维检测系统对计算轨道被检测点坐标与轨道中线坐标较为复杂,检测精度不够高的问题,建立一种基于高精度CPⅣ轨道基准网的轨道三维检测系统的数学模型,该检测系统采用双全站仪的轨道检测小车直接捕捉CPⅣ基准网棱镜,消除CPⅢ轨道三维检测系统对全站仪进行设站所带来的繁琐与误差,并通过欧拉角与刚体运动规律的原理简化检测系统的数学模型,可以快速计算出轨道被检测点坐标与轨道中线坐标,CPⅣ轨道三维检测系统显著提升了轨道的检测精度与效率。     

高速铁路CPⅢ平面控制网相邻区段搭接方法研究

在建立高速铁路CPⅢ控制网时,由于相邻区段两次都测量存在误差,因此必须需要对相邻区段重叠CPⅢ点的坐标进行搭接.在原有搭接方法的基础上,提出余弦函数平滑的搭接方法,介绍了该方法的数学模型,推导了余弦函数平滑后CPⅢ相邻点问的相对点位精度计算模型.理论分析和实测数据的对比分析结果表明:该方法在区段搭接中较传统方法好,值得在高速铁路工程实践中推广应用.     

智能型全站仪轨道基准网数据采集程序开发

研究目的:解决高速铁路轨道基准网(TRN)数据采集中测量任务繁重、观测精度要求高等问题,从而提高野外测量工作的效率和质量。研究结论:基于徕卡智能型全站仪GeoCOM的ASCII接口方式和高速铁路轨道基准网的测量原理与方法,轨道基准网数据采集程序(TRN DAS)实现了数据采集的自动化、数字化和高效化,大幅提高了野外测量工作的效率和质量,并已在沪宁、沪杭等高速铁路工程中推广应用,使用效果良好,具有明显的经济效益。     

高铁轨道精测站间搭接精度指标合理性研究

高速铁路轨道精调测量是保障轨道的高平顺性的重要工序,其测站间重复轨枕的搭接精度为三维坐标较差ΔX,ΔY,ΔZ≤±2 mm。从自由设站的精度入手,正推测站搭接精度,发现2 mm的精度要求偏严;结合对坐标较差合理性的分析,提出应根据自由设站的精度指标来决定搭接个数,结合搭接个数来制定搭接精度,且应把直接坐标比较转换为比较纵横向,这样既保证了轨道高平顺性的要求,又可使轨道精调测量时,现场作业更加灵活与高效,为后续规范的完善与修改提供一定的参考。     

CPⅢ平面网的解算方法研究及仿真计算

在详细研究CPⅢ平面网的构网方式的基础上,推导了CPⅢ平面网的严密平差数学模型并通过仿真计算得到三点有益结论:(1)方向及距离残差符合均值为0的正态分布;(2)每对CPⅢ点在x和y方向的中误差几乎相等,整网精度较为均匀;(3)相对点位中误差均小于1mm,且主要位于区间0.62~0.70mm,满足文献[1]规定的CPⅢ平面建网精度要求.仿真计算表明,采用标称精度为±5″,±(1+1×10-6D)mm的全站仪施测,能够达到相对定位精度≤±1mm的要求.     

应用CPⅣ网进行轨道几何状态测量方法研究

研究目的:高速铁路轨道精调前应进行轨道几何状态测量。现行的方法是采用CPⅢ后方交会自由设站进行轨道几何状态测量,再与设计参数进行比较,之后通过精调使轨道的平顺性各项参数满足设计要求。利用轨道基准网相邻点具有较高相对精度和点位永久保存可用于运营维护阶段的特点,本文提出在轨道基准网(CPIV)点上利用强制对中装置设站、后视,配合轨检仪进行轨道几何状态静态检测的新方法,结合工程实际对该方法进行现场试验。研究结论:(1)采用CPIV强制对中设站方法进行板式无砟轨道几何状态静态检测,设站时间短,作业效率显著提高;(2)CPIV强制对中设站方法利用相邻点间的高精度可确保轨道的高平顺性,经现场试验证明,测量成果正确可靠,满足规范要求;(3)应用CPⅣ网进行轨道几何状态测量,统一了轨道板、轨道精调控制基准,平顺性指标较好,值得推广应用;(4)研究成果可应用于高速铁路板式无砟轨道施工和运营维护阶段轨道几何状态静态检测,对相关测量规范的编制和完善具有参考价值。     

2C互差对CPⅢ平面网精度影响的仿真计算与分析

研究目的:在满足CPⅢ网点间相对点位精度要求的前提下,在CPⅢ网实测数据添加符合正态分布的随机误差,以此来模拟2C互差值,同时采用边角网间接平差的严密精度估算方法,探究2C互差对CPⅢ平面网主要精度的影响。研究结论:根据无碴轨道CPⅢ平面网外业观测的方法和特点以及测量现状,通过添加符合正态分布随机误差的方法,模拟2C互差值,并采用某客专的部分数据进行了仿真计算。通过对结果的分析,证明了2C互差对CPⅢ平面网的主要精度有一定的影响,然而,在起算数据精度较好和投影变形较小的前提下,通过本文的研究认为可以适度放宽2C互差的限差至15″,这时CPⅢ平面网的主要精度指标仍能满足规范的要求,这样的话放宽2C互差的限差指标可提高CPⅢ平面网的测量效率,也为高速铁路工程测量规范的修订与完善提供基础资料。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道基准网测量及平差方法

主要介绍了轨道基准网的概念及其测量方法，对其各项测量限差的意义进行了说明，并对轨道基准网的平差方法做了简要介绍。     

高速铁路控制测量的精度研究

根据高速铁路对轨道平顺性控制标准的需求 ,按照测量控制的理论 ,分析研究高速铁路平面和高程控制网测量的精度标准 ,探讨高速铁路控制测量布设方案和测量方案。